KR100538151B1 - 고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치 - Google Patents

고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성수지 입상체(SYNTHETIC RESIN PELLET)와 같은 분말 입자를 건조시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압의 질소 가스를 이용한 합성수지 재료를 건조시키고, 하나의 블로어를 이용하여 재료를 호퍼에 공급하고 건조된 재료를 사출성형기와 같은 가공기에 이송할 수 있는 건조 및 이송 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 건조 및 이송장치는 건조할 합성수지 원료를 수용하는 호퍼(150)와 상기, 호퍼(150)의 상부에 설치된 원료적재기 (160)와, 상기 호퍼(150)에 고압의 질소가스를 가열하여 공급하는 질소공급유닛 (10)과, 상기 호퍼에서 건조되어 상기 배출구로 배출되는 원료를 캐리어 가스로 원료 가공기에 공급하는 원료이송유닛(20)으로 구성된다.
본 발명에 의하면, 수분의 함유율이 낮은 질소를 건조가스로 이용하므로, 제습기 없이 합성수지 원료를 건조할 수 있으며, 하나의 호퍼로더를 사용하여 제습기로의 원료의 공급과 제습된 원료를 성형기에 공급하여 에너지를 절약할 수 있으며, 콤팩트하게 장치를 제작할 수 있어서 설치 공간을 줄일 수 있다.

Description

고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치{DRYING AND FEEDING DEVICE FOR SYNTHETIC RESINS USING HIGH PRESSURE NITROGEN GAS}
본 발명은 합성수지 입상체(SYNTHETIC RESIN PELLET)와 같은 분말 입자를 건조시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압의 질소 가스를 이용하여 합성수지 재료를 건조시키고, 하나의 블로어를 이용하여 재료를 호퍼에 공급하고 건조된 재료를 사출성형기와 같은 가공기에 이송할 수 있는 건조 및 이송 장치에 관한 것이다.
합성수지는 흡수성을 가지고 있어서, 대기 중에 노출될 경우 재질에 따라서 일정한 양의 수분을 함유한다. 성형기(가공기)에 공급되는 합성수지는 통상 펠렛(PELLET)의 형태로 공급된다. 성형기에 공급되는 펠렛이 수분을 과도하게 함유하고 있는 경우, 가수분해를 일으키거나, 재료가 열화되거나, 성형품의 강도 또는 인성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 용융된 수지의 유동성이 과도하게 되어 금형 내에 과잉 공급되어 형상불량의 문제를 발생시킬 수도 있다. 따라서 합성수지 원료를 성형기에 공급하기 전에 건조하여 수분의 함유량을 일정량 이하로 하여 공급하는 것이 필요하다.
종래의 합성수지 원료의 수분을 제거하여 성형기에 공급하는 방식으로는, 공기를 로터리 제습기와 같은 제습기를 이용하여 제습한 후에 가열한 열풍을 합성수지 원료에 공급하는 방법과, 진공챔버 내에 합성수지 원료를 넣고서 가열하여 제습하는 방법이 알려져 있다.
그러나, 상기의 열풍 건조 방식은 제습기를 별도로 구비하고 가열된 공기를 순환하는 구조로 되어 있어서 장치가 복잡하고, 제습, 가열, 순환에 많은 에너지가 소요되어 비경제적이고, 소음이 많이 발생하여 작업환경이 열악하게 되는 단점이 있다. 또한, 진공건조방식은 배치(batch) 작업 형태로 건조되므로, 원료를 연속적으로 공급하기에 부적합한 결점이 있다.
또한, 종래의 건조기는 합성수지 원료를 건조기에 공급하기 위한, 호퍼로더가 필요하고, 동시에 건조된 합성수지 원료를 성형기에 공급하기 위하여 별도의 호퍼로더가 필요하여, 동일한 호퍼로더를 각각 구비함으로서 생산원가가 증가하는 문제점이 있다.
더 나아가, 종래의 건조장치는 건조된 합성수지 원료를 성형기에 공급할 때, 캐리어 가스로 대기 중의 공기를 사용하므로, 대기중의 공기에 함유된 수분이 성형기로 이송하는 도중에 다시 합성수지 원료에 흡수되어 건조효과를 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 건조장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공기 중의 수분을 제거하기 위한 장치가 복잡하고 히터와 블로어의 운전에 에너지가 많이 소요되므로 공기보다 수분함유율이 적은 고압의 질소 가스를 가열 공급하여 제습기 없이 합성수지 원료를 건조할 수 있으며, 하나의 호퍼로더를 사용하여 건조장치로 원료를 공급하고 건조된 원료를 성형기로 공급할 수 있는 고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 질소가스를 순환하도록 하여 질소가스를 가열하는 히터의 에너지 소비를 줄이고, 또한 호퍼 내부에 공급된 고온의 질소가스로부터 합성수지 원료로의 열전달을 효율을 높일 수 있도록 방열핀을 설치하여 건조시간을 단축할 수 있는 고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 건조된 합성수지 원료를 성형기에 이송할 때, 건조에 사용된 질소가스를 캐리어 가스로 이용하여 합성수지 원료를 건조된 상태를 유지하면서 성형기에 공급되도록 하여 건조효과를 증진시킨 고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치는, 합성수지 원료의 공급구 및 배출구와, 내부의 가스 압력이 일정압력 이상인 경우 내부의 가스를 배출하는 압력조절밸브를 구비하고, 공급부를 통하여 공급된 합성수지 원료를 내부에 수용하는 호퍼와, 상기 호퍼의 상부에 설치된 원료적재기와, 상기 호퍼에 고압의 질소가스를 가열하여 공급하는 질소공급유닛과, 상기 호퍼에서 건조되어 상기 배출구로 배출되는 원료를 캐리어 가스로 합성수지 성형기에 공급하는 원료이송유닛을 포함하는 장치로서, 상기 질소공급유닛은 고압의 압축공기를 공급받아 질소를 분리 생성하여 배출하는 질소발생기와, 상기 질소발생기로부터 배출되는 질소를 가열하는 히터와, 상기 질소발생기와 상기 히터와 상기 호퍼를 연결하는 가스공급배관을 포함하고, 상기 원료이송유닛은 블로어와, 출력포트는 상기 블로어의 입구측에 연결되고 제1입력포트는 대기에 개방된 제1방향조절밸브와, 입력포트는 상기 블로어의 출구측에 연결되고 제1출력포트는 대기에 개방된 제2방향조절밸브와, 상기 제1방향조절밸브의 제2입력포트와 상기 원료적재기에 연결된 흡입배관과, 상기 제2방향조절밸브의 제2출력포트로부터 공급되는 캐리어가스로 상기 호퍼의 배출구로부터 공급되는 합성수지 원료를 부상시켜서 성형기로 이송하는 이젝터를 포함하고, 상기 재료적재기에 진공을 발생시켜 원료를 원료적재기로 이송할 경우에 제1방향조절밸브는 제2입력포트와 연통하고 제2방향조절밸브는 제1출력포트와 연통하도록 선택되며, 상기 이젝터에 캐리어 가스를 공급하여 원료를 합성수지 성형기에 이송하고자 할 경우에 제1방향조절밸브는 제1입력포트와 연통하고 제2방향조절밸브는 제2출력포트와 연통하도록 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치는, 상기 질소공급유닛이 질소발생기와 히터 사이의 배관에 설치되고 가스 통로의 일부의 단면적을 감소시켜 차압방샐부를 갖는 가스혼합기와, 상기 가스혼합기에 혼합하고자 하는 가스의 공급을 차단하기 위한 밸브와, 상기 가스혼합기의 차압발생부와 밸브와 호퍼를 연결하는 순환배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치는, 상기 원료이송유닛의 제1입력포트와 상기 호퍼를 연결하는 이송배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치는, 상기 호퍼에 연결된 가스공급배관이 호퍼의 상부에서 호퍼의 하부로 연장되고, 상기 연장된 배관의 주위에는 방열핀이 고정된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치는, 상기 이젝터가, 상기 호퍼의 배출구와 연결된 원료투입구와, 상기 원료투입구와 일적한 각으로 교차하도록 배치된 원료투출구와, 상기 원료투입구와 원료투출구의 연장부가 교차하는 부분이 개방된 이젝터하우징과, 상기 이젝터하우징의 원료투입구와 원료투출구 사이에 각도조절이 가능하도록 설치된 플랩과, 캐리어가스입구와 캐리어가스배출구를 갖고, 상기 이젝터하우징의 개방된 부분 중 원료투입구의 하방에 위치한 부분은 폐쇄하고 나머지 부분은 상기 캐리어가스배출구와 연결되도록 설치된 캐리어가스안내부재와, 상기 캐리어가스배출구에 설치되고, 복수의 관통구멍을 갖는 가스분리배출판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 의한 합성수지 재료의 건조 및 이송장치의 구성을 개략적으로 도시한 설명도이다.
도1에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 의한 건조 및 이송장치는 건조할 합성수지 원료를 수용하는 호퍼(150)와, 상기 호퍼(150)의 상부에 설치된 원료적재기 (160)와, 상기 호퍼(150)에 고압의 질소가스를 가열하여 공급하는 질소공급유닛 (10)과, 상기 호퍼에서 건조되어 호퍼의 배출구로 배출되는 원료를 캐리어 가스로 원료 가공기에 공급하는 원료이송유닛(20)으로 구성된다.
호퍼(150)는 통상 스테인레스 스틸로 제작되며, 입자상의 합성수지 원료(이하 통칭하여 펠렛이라고 한다)가 공급되는 공급구(도시되지 않음) 및 건조된 원료를 배출하는 배출구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 또한, 질소 가스가 공급되는 가스입력포트(151)와 질소가스를 순환하여 가열하고자 할 경우 순환배관(132)과 연결하기 위한 가스순환포트(152)와, 호퍼(150) 내부의 질소가스의 압력이 일정 값 이상이 될 경우에 질소가스를 자동적으로 배출하기 위한 압력조절밸브(153)가 설치되어 있다. 호퍼(150)에 적재된 펠렛의 높이를 측정하기 위한 레벨센서(154)가 호퍼의 측면의 적당한 높이에 설치되어 있다. 펠렛을 원료적재기(160)로 공급하기 위하여 호퍼(150)의 상부에 설치된 원료적재기(160)의 내부의 공기를 블로어(180)를 작동시켜서 빨아 낼수 있도록, 흡입배관(171)이 원료적재기(160), 제1방향전환밸브(170) 및 블로어(180) 사이에 연결되어 있다. 블로어(180)가 동작하여 원료적재기(160) 내부의 공기를 흡입함으로써, 펠렛은 도시하지 않은 펠렛을 보관하는 저장고로부터 원료공급관(161)을 통하여 원료적재기(160)로 공급된다. 또한 호퍼(150)내부에 설치된 가스공급배관(112)은 호퍼(150)의 상부에서 하부로 연장되고, 상기 연장된 가스공급배관(112)의 주위에는 질소가스의 열전도를 좋게하기 위하여 방열핀(155)이 복수개 방사상으로 고정되어 있다.
상기 질소공급유닛(10)은 고압의 압축공기를 공급받아 질소를 분리 생성하여 배출하는 질소발생기(120)와, 상기 질소발생기(120)로부터 배출되는 질소를 가열하는 히터(140)와, 상기 질소발생기(120)와 상기 히터(140) 사이에 설치된 가스혼합기(130)와, 상기 질소발생기(120)와 가스혼합기(130)와 히터(140)와 호퍼(150)를 연결하는 가스공급배관(111)과, 상기 가스혼합기(130)와 호퍼(150)를 연결하는 순환배관(132)으로 구성된다. 또한, 상기 가스혼합기(130)에 순환되는 질소 가스의 공급을 차단하기 위한 밸브(131)를 추가로 구비하고 있다. 본 실시예에서 질소가스를 순환시키지 않을 경우에는 가스혼합기(130), 순환배관(132), 밸브(131), 그리고 가스순환포트(152)를 제거하고 사용할 수도 있다.
히터(140)의 하류(질소가스의 흐름방향에 대하여)측 배관에는 질소가스의 온도를 측정하기 위한 온도센서(141)가 설치되어 있고, 질소발생기(120)의 하류측 배관에는 압력센서(121)가 설치되어 있다. 히터(140)는 상기 압력센서(121)와 온도센서(141)의 측정치가 적당한 양의 질소가스가 공급되고 일정한 온도 이하인 것으로 측정된 경우에 동작하도록 도시하지 않은 제어기에 의해서 제어된다. 일반적으로 히터(140)는 가열하여 배출하는 질소가스의 온도를 80 내지 150 ℃의 범위에 있도록 제어한다.
질소발생기(120)에는 압축공기소스(110)로부터 고압의 압축공기가 공급된다. 질소발생기(120)는 흡착제(CMS, carbon molecular sieve)의 선택적 흡착능력에 의하여 공급된 압축공기로부터 질소와 산소를 분리하는 장치로, 흡착용기의 압력을 변화시켜서 흡착과 탈착을 반복적으로 실시하여 질소가스를 생산하는 장치이다. 질소발생기(120)로부터 연속적으로 질소를 생산하기 위하여는 복수의 흡착용기를 병렬적으로 연결하고, 차례로 흡착과 탈착을 반복하도록 한다. 본 실시예는 2개의 흡착용기를 삼방(3-way)밸브를 사용하여 교대로 흡착 및 탈착이 되도록 하였다. 질소발생기(120)에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기소스(110)로는 통상 콤프레서가 사용된다. 질소발생기(120)에 공급되는 압축공기의 압력은 5 내지 7 kgf/cm2 가 적당하고, 배출되는 질소 가스의 압력은 2 내지 3 kgf/cm2 로 하는 것이 적당하다. 본 실시예의 질소발생기(150)에서 배출되는 질소의 양은 약 120 m3 /h 이다.
가스혼합기(130)는 질소가 흐르는 통로를 좁게하여 통로 내의 압력이 낮아지도록 하고, 상기 압력이 낮아진 통로에 단부가 연결된 순환배관(132)으로부터 공급되는 고온의 질소가스를 저온의 질소발생기(120)로부터의 질소가스와 혼합하여 히터(140)에 공급한다. 따라서 질소가스를 순환시키지 않을 경우에 비하여 히터(140)의 열효율이 좋게 된다. 순환되는 질소가스에 펠렛으로부터의 수분이 흡수되어 수분함유량이 일정값 이상으로 되면, 순환배관(132)의 밸브(131)를 폐쇄하여 순환을 중지하고, 호퍼(150)의 압력밸브(153)로 일정량의 질소가스가 배출되도록 하여, 질소의 수분함유율을 조절할 수 있다.
원료이송유닛(20)은 블로어(180)와, 제1방향조절밸브(170)와, 제2방향조절밸브(190)와, 이젝터(200)를 포함한다. 블로어(180)의 입력단(183)은 배관(181)에 의해서 제1방향조절밸브(170)의 출력포트(173)에 연결되어 있으며, 출력단(184)은 제2방향조절밸브(190)의 입력포트(193)에 연결되어 있다. 또한, 제1방향조절밸브 (170)의 제1입력포트(174)는 대기에 개방된 배관 (172)에 연결되어 있으며, 제2입력포트(175)는 상기 원료적재기(160)에 연결된 흡입배관(171)과 연결되어 있다. 제2방향조절밸브(190)의 제1출력포트(195)는 대기와 개방된 배관(192)에 연결되어 있고, 제2출력포트(194)는 배관(191)을 통하여 이젝터(200)의 캐리어가스공급구(221)와 연결되어 있다.
이젝터(200)는 호퍼(150)의 배출구로부터 배출되는 펠렛을 블로어(180)에서 공급되는 캐리어가스로 부양시켜서 성형기(300)로 이송한다. 본 실시예에 사용된 이젝터(200)의 구성에 대하여는 후술한다.
본 실시예의 장치는 선택적으로 제3방향조절밸브(210)를 추가로 포함할 수 있다. 제3방향조절밸브(210)는 성형기(300)가 복수인 경우 캐리어 가스에 의해서 공급되는 펠렛을 선택적으로 분배할 수 있다. 선택적으로, 순환배관(132) 및 흡입배관(171)에 먼지나 분진을 제거하기 위한 필터를 추가로 설치할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 의한 고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치의 작용에 대하여 설명한다.
먼저 건조하고자 하는 펠렛을 원료적재기(160)에 공급하기 위하여 제1선택밸브(170)를 제2입력포트(175)와 연통시키고, 제2방향조절밸브(190)는 제1출력포트 (195)와 연통하도록 선택한다. 다음으로 블로어(180)를 동작시켜서 원료적재기 (160) 내부에 진공을 발생시켜서 원료공급관(161)으로부터 펠렛을 빨아들인다. 다음으로 도3에 도시된 것과 같은 원료적재기(160) 하부에 설치된 슬라이드(162)를 개방하여 호퍼(150)의 원료 공급구를 통하여 내부로 원료를 공급한다. 펠렛이 충분히 공급되어 레벨센서(154)가 동작하면 블로어(180)의 동작을 정지시킨다.
다음으로, 호퍼(150)에 고온의 질소 가스를 공급하여 펠렛을 건조하기 위하여 질소발생기(120)의 입력단에 압축공기소스(110)로부터 고압의 압축공기를 공급한다. 질소발생기(120)에서 질소가 발생되어 압력센서(121)의 측정치가 일정한 값을 가지면 가스공급관(111)을 통하여 질소가스가 공급되는 것으로 판단하고, 동시에 온도센서(141)의 출력이 소정 온도 이하인 경우에 히터(140)를 가동한다. 히터(140)에 의하여 가열된 질소가스는 호퍼 내부로 연장된 가스공급배관(112)을 통하여 호퍼(150)의 하부에서 배출된다. 이 때 질소는 공기보다 무겁기 때문에, 호퍼의 하부에서부터 상부로 질소가 채워지고, 호퍼(150) 내부의 공기는 압력조절밸브(153)통하여 배출된다. 또한, 호퍼(150) 내부의 방열핀(155)은 고온의 연장된 가스공급배관(112)에 접촉되어 있으므로, 펠렛으로의 열전달을 촉진한다.
질소가스를 순환시키고자 할 경우에는 순환배관(132)에 연결된 밸브(131)를 개방한다. 밸브(131)가 개방되면, 가스혼합기(130)의 질소가 흐르는 통로가 좁게된 부분(교축부분)에 연결된 순환배관(132)의 단부를 통하여 호퍼(150) 내의 고온의 질소 가스가 배출된다. 배출된 고온의 질소가스는 혼합기에서 저온의 질소발생기(120)로부터의 질소 가스와 혼합된다. 혼합된 질소 가스는 호퍼(150)로 부터 공급된 질소가스가 고온이므로 질소발생기(120)로부터 공급된 질소가스의 온도보다 높은 온도로 상승하게 된다. 따라서 질소가스를 순환시키지 않을 경우에 비하여 히터(140)가 에너지를 덜 소비하게 되고, 질소의 발생을 적게하여도 되므로 압축공기를 만드는 에너지도 절약할 수 있게 된다. 이 때 순환되는 질소가스가 펠렛으로부터의 수분을 흡수하여 수분함유량이 일정값 이상으로 되면, 순환배관(132)의 밸브(131)를 폐쇄하여 순환을 중지하고, 호퍼(150)의 압력밸브(153)로 일정량의 질소가스가 배출되도록 하여, 질소의 수분 함유율을 조절할 수 있다.
다음으로, 완전히 건조된 펠렛을 성형기로 이송하는 작동에 대하여 설명한다. 이젝터(200)에 캐리어 가스로 공기를 공급하여 원료를 원료 가공기에 이송하기 위하여 제1방향조절밸브(170)를 제1입력포트(172)와 연통시키고, 제2방향조절밸브(190)는 제2출력포트(194)와 연통시킨다. 다음으로 도시하지 않았으나, 호퍼 (150)의 배출부에 설치된 슬라이드를 개방하여 자중에 의하여 팰렛이 이젝터의 원료투입구(211)로 낙하하도록 하면서 블로어(180)를 작동시킨다. 블로어(180)로부터 공급된 공기는 펠렛을 부상시켜서 이젝터(200)의 원료투출구(212)를 통하여 성형기(300)로 공급된다. 성형기(300)가 복수개 인 경우, 제3방향조절밸브(210)를 조정하여 복수의 성형기(300)에 펠렛을 공급할 수 있다.
도2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 합성수지 재료의 건조 및 이송장치의 구성을 개략적으로 도시한 설명도이다. 도2가 도1과 다른 점은 이송배관(176)이 호퍼(150)와 제1방향조절밸브(170)의 제1입력포트(174) 사이에 연결된 점이다. 즉, 건조가 완료된 펠렛을 이송할 때, 도1에 도시된 실시예에서는 캐리어 가스인 공기에 함유된 수분을 펠렛이 흡수하는 문제점이 있으므로, 이를 방지하기 위하여 호퍼(150) 내부의 질소 가스를 이용하여 팰렛을 이송할 수 있도록 이송배관(176)을 호퍼(150)에 연결 설치한 것이다. 도2의 실시예의 작동은 캐리어 가스로 질소를 사용한다는 점에서만 차이가 있고 도1의 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
도3은 본 발명의 일실시예에 의한 합성수지 재료의 건조 및 이송장치의 개략도이고, 도4는 도3의 건조 및 이송장치의 단면도이다.
도1에 도시된 건조 및 이송장치는 종래의 건조장치와는 달리 제습기가 필요없고, 호퍼로더 및 이송 겸용 블로어를 1개만 내장하고 있으므로, 도3에 도시된 것과 같이 소형으로 장치를 제작할 수 있다. 즉 원료를 공급하기 위한 호퍼를 제외하고는 다른 대부분의 구성요소를 프레임(400)의 내부에 설치할 수 있다. 특히, 도4에 도시된 것과 같이, 본 발명에서 사용되는 호퍼는 내부에 방열핀(155)이 연장된 가스공급관(112)의 외부에 고정되어 있으며, 이젝터(200)에는 내부에 펠렛의 이송되는 양을 조절할 수 있는 플랩(240)과 캐리어 가스를 공급하는 캐리어가스안내부재(220)에 가스분리배출판(230)이 설치된 것을 특징으로 한다.
도5는 호퍼 내부에 설치된 방열핀의 사시도로서, 방열핀(155)은 열전도를 좋게하기 위하여 복수개가 연장된 가스공급배관(112)의 주위에 방사상으로 대칭적으로 고정 설치되어 있다.
도6은 본 실시예의 이젝터(200)의 분해 사시도로서, 본 실시예의 이젝터는 이젝터하우징(210)과, 이젝터하우징(210)의 내부에 외부에서 각도조절이 가능하도록 핀(241)에 의해서 설치된 플랩(240)과, 이젝터하우징(210)에 캐리어가스를 공급하여 펠렛을 부상시켜서 이송하기 위한 캐리어가스안내부재(220)와, 상기 캐리어가스투입부재(220)와 이젝터하우징(210)의 연결부분에 설치된 가스분리배출판(230)을 포함한다. 또한 상기 이젝터하우징(210)의 상기 호퍼(150)의 배출구에 연결된 원료투입구(211)에는 회동판(250)이 회동가능하게 설치되어 있다. 도6에 도시된 것과 같이 이젝터하우징(210) 외부로 연장된 회동판(250)의 회동축에는 편심하중을 주기 위한 레버가 고정되어 있어서, 외력이 없을 때 회동판은 상기 레버의 편심하중에 의해서 회동하여 원료투입구(211)를 약간 개방된 상태로 폐쇄한다. 상기 원료투입구(211)와 일정한 각도로 교차하도록 원료투출구(212)가 배치되고, 상기 원료투입구 (211)와 원료투출구(212)가 연장되어 교차하는 부분은 개방되어 있다.
캐리어가스안내부재(220)는 캐리어가스공급구(221)와 캐리어가스배출구 (222)가 형성되어 있으며, 상기 이젝터하우징(210)의 개방된 부분 중 원료투입구 (211)의 하방에 위치한 부분은 캐리어가스안내부재(220)에 의하여 폐쇄되고, 나머지 부분은 캐리어가스배출구(222)에 의해서 폐쇄되어 이젝터하우징(210)과 캐리어가스안내부재(220)는 연통된다.
상기 캐리어가스배출구(222)에는 가스분리배출판(230)이 설치되어 있다. 가스분리배출판(230)은 중앙부분을 제외하고 전후방 영역에 복수의 관통구멍이 형성되어 있다. 캐리어 가스의 흐름을 기준으로 상류측에 형성된 복수의 관통구멍 (231)은 펠렛을 부상시키는 기능을 주로하고, 하류측에 형성된 복수의 관통구멍 (232)은 펠렛을 이송하는 기능을 주로한다. 복수의 관통구멍 대신에 망을 설치할 수도 있다.
블로어(180)가 작동하여 이젝터(200)에 캐리어 가스가 공급되면 압력차에 의하여 이젝터하우징(210)의 회동판(250)이 회동하게 되고, 원료투입구(211)를 통하여 낙하하던 펠렛은 상류측 관통구멍(231)으로 공급되는 캐리어 가스에 의하여 부상하고, 하류측 관통구멍(232)으로 공급되는 캐리어 가스에 의해서 성형기로 날려서 이송된다. 이때, 플랩(240)의 각도를 조절하여 이송되는 펠렛의 양을 조절할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수분의 함유율이 낮은 질소를 건조가스로 이용하므로, 제습기 없이 합성수지 원료를 건조할 수 있으며, 하나의 호퍼로더를 사용하여 제습기로의 원료의 공급과 제습된 원료를 성형기에 공급할 수 있는 고압 질소가스를 이용한 합성수지 재료의 건조 및 이송 장치를 제공하여, 에너지를 절약할 수 있으며, 콤팩트하게 장치를 제작할 수 있어서 설치 공간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 질소가스를 순환하도록 하여 질소가스를 가열하는 히터의 에너지 소비를 감소시키고, 호퍼 내부에 공급된 고온의 질소가스로부터 합성수지 원료로의 열전달을 촉진할 수 있는 방열핀을 설치하여 건조시간을 단축할 수 있게된다.
또한, 본 발명에 의하면, 건조된 합성수지 원료를 성형기로 이송할 때, 제습에 사용된 질소가스를 캐리어 가스로 이용하여 합성수지 원료를 제습된 상태를 유지하면서 성형기에 공급되도록 하여 제습된 상태로 원료를 성형기에 공급할 수 있게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 의한 합성수지 재료의 건조 및 이송장치의 구성을 개략적으로 도시한 설명도
도2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 합성수지 재료의 건조 및 이송장치의 구성을 개략적으로 도시한 설명도
도3은 본 발명의 일실시예에 의한 합성수지 재료의 건조 및 이송장치의 개략도
도4는 도3의 건조 및 이송장치의 단면도
도5는 호퍼 내부에 설치된 방열핀의 사시도
도6은 이젝터의 분해 사시도
<부호의 간단한 설명>
100 건조 및 이송장치 110 압축공기소스
120 질소발생기 130 가스혼합기
140 히터 150 호퍼
160 원료적재기 170 제1방향조절밸브
180 블로어 190 제2방향조절밸브
200 이젝터 210 제3방향조절밸브

Claims (5)

  1. 합성수지 원료의 공급구 및 배출구와, 내부의 가스 압력이 일정압력 이상인 경우 내부의 가스를 배출하는 압력조절밸브(153)를 구비하고, 공급부를 통하여 공급된 합성수지 원료를 내부에 수용하는 호퍼(150)와,
    상기 호퍼(150)의 상부에 설치된 원료적재기(160)와,
    상기 호퍼(150)에 고압의 질소가스를 가열하여 공급하는 질소공급유닛(10)과,
    상기 호퍼(150)에서 건조되어 상기 배출구로 배출되는 원료를 캐리어 가스로 합성수지 성형기에 공급하는 원료이송유닛(20)을 포함하는 장치로서,
    상기 질소공급유닛(10)은 고압의 압축공기를 공급받아 질소를 분리 생성하여 배출하는 질소발생기(120)와, 상기 질소발생기(120)로부터 배출되는 질소를 가열하는 히터(140)와, 상기 질소발생기(120)와 상기 히터(140)와 상기 호퍼(150)를 연결하는 가스공급관(111)을 포함하고,
    상기 원료이송유닛(20)은 블로어(180)와, 출력포트(173)는 상기 블로어(180)의 입구측에 연결되고 제1입력포트(174)는 대기에 개방된 제1방향조절밸브(170)와, 입력포트(193)는 상기 블로어(180)의 출구측에 연결되고 제1출력포트(195)는 대기에 개방된 제2방향조절밸브(190)와, 상기 제1방향조절밸브(170)의 제2입력포트(175)와 상기 원료적재기(160)에 연결된 흡입배관(171)과, 상기 제2방향조절밸브(190)의 제2출력포트(194)로부터 공급되는 캐리어가스로 상기 호퍼(150)의 배출구로부터 공급되는 합성수지 원료를 부상시켜서 성형기(300)로 이송하는 이젝터(200)를 포함하고, 상기 원료적재기(160)에 진공을 발생시켜 원료를 원료적재기(160)로 이송할 경우에 제1방향조절밸브(170)는 제2입력포트(175)와 연통하고 제2방향조절밸브(190)는 제1출력포트(195)와 연통하도록 선택되며, 상기 이젝터(200)에 캐리어 가스를 공급하여 원료를 합성수지 성형기(300)에 이송하고자 할 경우에 제1방향조절밸브(170)는 제1입력포트(174)와 연통하고 제2방향조절밸브(190)는 제2출력포트(174)와 연통하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 질소공급유닛(10)은, 질소발생기(120)와 히터(140) 사이의 가스공급관(111)에 설치되고 가스 통로의 일부의 단면적을 감소시켜 차압발생부를 갖는 가스혼합기(130)와, 상기 가스혼합기(130)에 혼합하고자 하는 가스의 공급을 차단하기 위한 밸브(131)와, 상기 가스혼합기(130)의 차압발생부와 밸브(131)와 호퍼(150)를 연결하는 순환배관(132)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원료이송유닛(20)의 제1입력포트(174)와 상기 호퍼(150)를 연결하는 이송배관(176)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스공급관(111)과 연통되는 가스공급배관(112)은 상기 호퍼(120)의 상부에서 하부로 연장되고, 상기 연장된 가스공급배관(112)의 주위에는 방열핀(155)이 고정된 것을 특징으로 하는 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이젝터(200)는,
    상기 호퍼(150)의 배출구와 연결된 원료투입구(211)와, 상기 원료투입구(211)와 일정한 각으로 교차하도록 배치된 원료투출구(212)와, 상기 원료투입구(211)와 원료투출구(212)의 연장부가 교차하는 부분이 개방된 이젝터하우징(210)과,
    상기 이젝터하우징(210)의 원료투입구(211)와 원료투출구(212) 사이에 각도조절이 가능하도록 설치된 플랩(240)과,
    캐리어가스공급구(221)와 캐리어가스배출구(222)를 갖고, 상기 이젝터하우징(210)의 개방된 부분 중 원료투입구(211)의 하방에 위치한 부분은 폐쇄하고 나머지 부분은 상기 캐리어가스배출구(222)와 연결되도록 설치된 캐리어가스안내부재(220)와,
    상기 캐리어가스배출구(222)에 설치되고, 복수의 관통구멍(231, 232)을 갖는 가스분리배출판(230)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 질소가스를 이용한 수지 원료의 건조 및 이송 장치.
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